LANケーブルの規格とは｜通信性能を定めるカテゴリと構造の違い

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LANケーブルは、PCやNAS、ルータ、スイッチなどを有線ネットワークで接続するためのケーブルである。一般的な家庭や小規模事業所では、銅線を使用したツイストペアケーブルが広く使われている。

LANケーブルには、通信性能を示すカテゴリのほか、内部構造、形状、シールドの有無などによる違いがある。これらの仕様は通信速度や安定性、配線距離、設置環境への適合性に関係する。

LANケーブルの概要

一般的なLANケーブルの内部には8本の銅線があり、2本ずつより合わせた4組の線で構成されている。この構造をツイストペアと呼び、電磁ノイズや信号同士の干渉を抑える役割を持つ。

LANケーブルは、主に次の仕様によって分類される。

区分主な違い
カテゴリ対応できる通信性能
導体構造単線・より線
シールド電磁ノイズを抑える構造の違い
形状丸型・フラット型・細径など
被覆屋内用・屋外用、難燃性など
コネクタ接続端子の形状や結線方式

なお、ネットワークには光ファイバケーブルも使用されるが、本記事では一般的な銅線LANケーブルを対象とする。

LANケーブルのカテゴリと通信性能

LANケーブルには、Cat5e、Cat6、Cat6A、Cat7などのカテゴリがある。カテゴリはケーブルの伝送性能を示す分類であり、数字が大きいほど高い周波数の信号に対応できる。

代表的なカテゴリと通信性能は次のとおり。

カテゴリ伝送帯域代表的な通信速度・距離
Cat5e100MHz1Gbps／最大100m
Cat6250MHz1Gbps／最大100m、10Gbps／最大55m程度
Cat6A500MHz10Gbps／最大100m
Cat7600MHz10Gbps／最大100m
Cat7A1,000MHz10Gbps／最大100m
Cat82,000MHz25Gbps・40Gbps／最大30m

数値は対応する規格と配線条件に基づく代表値であり、すべての環境で通信速度を保証するものではない。Cat6の10Gbps対応距離は配線環境によって変わる。最大100mは、一般的な構内配線では固定配線90mと両端の接続ケーブル合計10mを想定した値である。

カテゴリと通信速度の関係

カテゴリはケーブルの性能を表すものであり、通信速度そのものを決めるわけではない。

例えば、Cat6Aは10Gbpsの通信に対応できるが、接続するPCやスイッチが1Gbpsまでしか対応していなければ、通信速度は1Gbpsが上限となる。

また、2.5Gbpsや5Gbpsの通信は、一定の条件を満たすCat5eやCat6の既存配線でも利用できる。実際に使用できる速度は、ケーブルの品質や配線距離、接続機器の性能によって異なる。

Cat7・Cat7Aと接続端子の違い

Cat7・Cat7AはISO/IECで規定されたカテゴリであり、一般的なCat6Aまでの製品とは接続部品の規格体系が異なる。

Cat7・Cat7Aの規格上の性能を満たす配線システムには、GG45やTERAなど、対応した接続部品が使用される。

一方、市販されているCat7・Cat7Aケーブルには、一般的なRJ45形状のプラグを採用した製品もある。こうした製品も通常のLAN接続に利用できるが、Cat7・Cat7Aという表示だけで規格上の性能が保証されるわけではない。

また、Cat7・Cat7AはCat6Aより伝送帯域が広いものの、一般的な10Gbpsのネットワークで通信速度が向上するとは限らない。

Cat8にも接続端子の異なる規格上の構成があり、主にデータセンターなどの短距離・高速通信で使用される。

LANケーブルの内部構造

LANケーブルは、内部の銅線の構造やシールドの有無によって、柔軟性やノイズへの耐性が異なる。

単線とより線

LANケーブルの導体には、主に単線とより線がある。

種類構造主な特徴
単線1本の銅線で構成固定配線に適し、一般に電気抵抗が低い
より線複数の細い銅線を束ねた構造柔軟性が高く、機器間の接続に適する

壁内や天井裏など、動かさない配線には単線が多く使われる。一方、PCとスイッチを接続するような短いケーブルには、曲げやすいより線が一般的である。

シールドの種類

LANケーブルには、電磁ノイズの影響を抑えるため、金属箔や金属製の網で内部を覆った製品がある。この構造をシールドと呼ぶ。

表記例構造
U/UTPシールドなし
F/UTPケーブル全体を金属箔で覆う
U/FTP2本1組の導線をそれぞれ金属箔で覆う
S/FTPケーブル全体を金属製の網で覆い、各導線の組も金属箔で保護

シールド付きケーブルは、工場など電磁ノイズの多い環境で利用される。ただし、接続機器や接地（アース）を含めた配線設計が重要となる。

一般的な家庭やSOHOでは、シールドのないU/UTPケーブルでも十分な通信性能を確保できることが多い。施工や管理も比較的容易である。

導体の材質

規格に適合した一般的なLANケーブルには、銅の導体が使われる。

一方、CCA（Copper Clad Aluminum）は、アルミニウムの表面を銅で覆った導体である。銅線より電気抵抗が高く、通信性能の低下やPoE給電時の発熱につながるおそれがある。

CCAは一般的なカテゴリ配線規格で求められる銅導体の代わりには使用できない。製品のカテゴリ表示だけでなく、導体の材質も確認する必要がある。

LANケーブルの形状と用途

LANケーブルには、設置場所や配線方法に応じた形状の違いがある。

外形による種類

形状主な特徴
丸型一般的な形状で、幅広い用途に使用される
フラット型薄く、狭い場所に配線しやすい
細径型細く、機器周辺で取り回しやすい

フラット型や細径型は配線しやすい一方、製品によって耐久性や対応距離、PoEへの適合性が異なる。

形状だけで通信性能を判断することはできない。

設置環境による種類

一般的な屋内用のほか、屋外用や特定の施工環境に対応したLANケーブルもある。

屋外用ケーブルは、日光や雨水などへの耐性を考慮した被覆を採用している。屋内でも、壁内や天井裏などの配線場所によって、求められる難燃性能や施工条件が異なる。

また、壁内などの固定配線に使用するケーブルと、PCやスイッチを接続するケーブルでは、適した導体構造や端子の種類が異なる。

コネクタと結線方式

一般的なLANケーブルの両端には、8P8Cと呼ばれる8つの接点を持つモジュラープラグが使われる。RJ45という名称でも広く知られているが、厳密には8P8Cがコネクタの形状を表す名称である。

T568AとT568B

T568AとT568Bは、8本の導線をコネクタに接続する際の並び順を定めた方式である。

両者はオレンジ色と緑色の導線の配置が異なるが、正しく結線されていれば通信性能に優劣はない。

ストレートケーブルとクロスケーブル

種類特徴
ストレートケーブル両端が同じ配列で結線されている
クロスケーブル両端で送受信に対応する導線の組を入れ替えている

従来は、接続する機器の種類によってストレートとクロスを使い分ける必要があった。

現在は、多くのEthernet機器が接続方式を自動判別するAuto MDI-Xに対応している。そのため、一般的な環境ではクロスケーブルを使い分ける必要性は小さい。

PoE給電とLANケーブル

PoE（Power over Ethernet）は、LANケーブルを通じてデータ通信と電力供給を同時に行う技術である。

無線LANアクセスポイント、ネットワークカメラ、IP電話機などに利用されており、機器ごとに電源ケーブルを用意する必要がなくなる。

PoEにはIEEE 802.3af、802.3at、802.3btなどの規格があり、それぞれ給電できる電力が異なる。

LANケーブルで電力を送る際には、導体の電気抵抗によって発熱や電圧低下が生じる。特に消費電力の大きい機器や、多数のケーブルを束ねる配線では、導体の材質や太さ、周囲温度などが重要となる。

なお、ケーブルのカテゴリが高いほど給電能力が高くなるわけではない。給電能力は主にPoE対応機器の規格によって決まり、ケーブルにも適切な品質が求められる。

LANケーブルの品質と通信障害

LANケーブルは、規格に適合した製品であっても、損傷や施工不良によって通信障害が発生することがある。

主な障害要因

要因通信への影響
断線・接触不良通信の切断や不安定化
過度な曲げ・圧迫内部導体の損傷や信号品質の低下
コネクタの施工不良通信エラーや速度低下
電磁ノイズ通信エラーの増加
長すぎる配線信号の減衰による通信品質の低下
規格に適合しない製品表示された通信性能を満たさないおそれ

通信品質が悪化すると、データの再送や通信の切断が発生し、実際の転送速度が低下することがある。

例えば、1Gbpsで接続できるはずの機器が100Mbpsで接続される場合、ケーブルやコネクタの不良が原因となっていることもある。ただし、接続機器の性能や設定によっても通信速度は変わるため、ケーブルだけで原因を断定することはできない。

規格表示と製品品質

LANケーブルのカテゴリ表示は、製品の伝送性能を示す重要な情報である。ただし、表示だけで規格への適合性が保証されるわけではない。

同じカテゴリでも、導体の材質や太さ、シールド構造、被覆などに違いがある。製品の仕様書や規格適合情報を確認することで、用途に合った品質かを判断できる。